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[导读]什么是FPGA电源,通常FPGA电源是,现场可编程门阵列 (FPGA) 设计电源系统可不是件容易的工作。FPGA是高度可配置的半导体器件,这种器件在大量应用和终端市场中使用。常见示例包括通信、汽车、工业、医疗、视频和国防等应用。

什么是FPGA电源,通常FPGA电源是,现场可编程门阵列 (FPGA) 设计电源系统可不是件容易的工作。FPGA是高度可配置的半导体器件,这种器件在大量应用和终端市场中使用。常见示例包括通信、汽车、工业、医疗、视频和国防等应用。由于它们的高度可配置性,可以在它们周围放置不同的组件,形成最终系统设计。虽然可能会有数不尽的应用和系统,但是所有设计的一个共同特性就是它们全都需要电源。

通常需要几个电压轨为FPGA供电。根据应用的不同,主输入电源可以采用背板电源、隔离电源、非隔离电源,甚至是电池供电的方式。这些主输入通常生成一个中间DC电压来为FPGA的主电压轨供电。这些中间电压通常为5V或12V的DC电压。表1和表2中列出了FPGA的某些典型电压轨、电压和容限值。

表1:Virtex 7 FPGA的电源要求

表2:Zynq 7000系列片上系统 (SoC) 的电源要求

为每个电压轨确定合适的电流电平是一件比较棘手的工作,原因在于电流的范围可以从几百毫安到60A,甚至更高。如果事先进行规划的话,情况就会完全不同,事先规划可以避免对电源轨的过度设计,从而避免花费太多,或者避免设计不充份,从而导致必须推倒重来等错误。FPGA销售商提供准确的工具,这款工具根据客户对FPGA的使用方式来估算出最差情况下的功耗。

图1中显示的Xilinx功率估算器 (XPE),涵盖了数个Xilinx FPGA系列。借助于这款工具,客户可以选择正在使用的部件,并且输入时钟和配置信息,来确定电源需求,并且根据估算值来选择合适的器件。

图1:功率估算器工具

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